Введение
Глава 1 Физико-географическая характеристика Краснодарского края 5
1.1 Географическое положение и рельеф исследуемой территории 5
1.2 Особенности циркуляции 7
1.3 Радиационные условия 10
Глава 2 Анализ режима приходящей солнечной радиации 14
2.1 Приход прямой солнечной радиации 14
2.2 Радиационный баланс Краснодарского края 24
Глава 3 Оценка объемов вырабатываемой энергии от гелиоресурсов 40
3.1 Расчёт энергетических ресурсов 40
3.2 Оценка производительности гелиоустановок 43
Заключение 63
Список использованной литературы
В связи со стремительным убыванием природных энергетических ресурсов и нарастанием в ряде государств энергетического кризиса, ученые упорнее ищут пути более обширного применения альтернативной энергетики, которые использовались бы как для бытовых, так и для промышленных целей. Существует несколько путей решения этой проблемы, один из которых - использование гелиоэнергетических ресурсов.
Использование энергии солнца представляет большой интерес, так как солнечная энергия является возобновляемым источником энергии. Возобновляемые источники энергии имеют два важных преимущества: практически неисчерпаемый потенциал и экологическая чистота. Основываясь на этом, оценка потенциальных гелиоэнергетических ресурсов является актуальной в наше время.
Большая часть внимания уделяется использованию солнечной энергии автономными, как правило, мало энергоёмкими потребителями. При этом гелиоустановки находят всё большее применение в сельском, в промышленном, в коммунальном хозяйствах и в строительстве.
Многие государства уже сейчас активно используют солнечную энергию. Например, в США и Канаде с помощью солнечной энергии отапливаются более 60% плавательных бассейнов. Так же солнечными водонагревателями обеспечивается горячее водоснабжение 80% жилых домов в Израиле. Германия же является рекордсменом в гелиоэнергетике. 25 мая 2012 года там был поставлен рекорд: совокупная мощность гелиоустановок достигла 22 ГВт/ч, что равно почти трети потребления энергии Германией в рабочий день. В Германии установлено столько гелиоустановок, сколько установлено во всех странах мира, вместе взятых. От этих источников страна получает около 20% необходимого электричества. В России, к сожалению, гелиоэнергетические установки пока не имеют такого широкого применения.
Поскольку в настоящее время потребность в экологически чистых источниках энергии возрастает, важное значение приобретает проблема оценки и использования гелиоэнергетических ресурсов отдельных районов.
Целью данной выпускной работы является анализ режима солнечной радиации и оценка потенциальных гелиоэнергетических ресурсов для Краснодарского края.
Выпускная квалификационная работа бакалавра состоит из трех разделов. В первом разделе приводятся основные сведения о географии и радиационном режиме Краснодарского края. Во втором разделе рассмотрены основные климатические характеристики гелиоэнергетических ресурсов. В третьем произведена оценка гелиоэнергетических ресурсов Краснодарского края и оценка энергоёмкости используемых на территории края гелиоустановок.
В заключении даны основные выводы по результатам работы.
В данной работе была проведена оценка гелиоэнергетических ресурсов Краснодарского края. Были получены и проанализированы климатические характеристики солнечной радиации, а также выполнена оценка гелиоэнергетического потенциала выбранного региона.
Основные результаты работы позволяют сделать следующие выводы:
Россия имеет довольно большой опыт проектирования и эксплуатации солнечных установок. В то же время необходимо уточнить нормативы и рекомендации по проектированию электростанций применительно к современным условиям.
Для южных регионов России имеются достоверные данные об интенсивности солнечной радиации для проектирования солнечных установок, а также методы их уточнения.
На российском рынке солнечных коллекторов наилучшая корреляция между потребительскими свойствами и стоимостью наблюдается в продукции Ковровского механического завода. Есть также коллекционеры компании "Конкурент" (Жуковский, Московская область), НПО "Машиностроение" (г. Реутов, Московская область), нескольких украинских производителей.
В современных экономических условиях для повышения объективности предложены формулы для определения срока окупаемости солнечных установок по стоимостным показателям, а также срока окупаемости энергии.
Российскому рынку необходим солнечный коллектор, сочетающий приемлемые технические характеристики с низкой стоимостью. На основе анализа расчетных и экспериментальных данных Ковровским механическим заводом налажено производство солнечных коллекторов с теплопоглощающей панелью из латунной трубы и стальных ребер, а в качестве теплоизоляции используются Пергаминовые коробки.
Предложена формула для определения максимальной удельной стоимости теплоизоляции коллекторов.
Десятилетний опыт успешной эксплуатации гелиоустановок горячего водоснабжения свидетельствует о перспективности и приоритетности данного направления использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии в Краснодарском крае.
